2.2 改性劑濃度對(duì)接觸角的影響
棉織物獲得拒水性的原因之一是溶膠中疏水性硅氧烷的存在，因此，疏水性硅氧烷在溶膠中的含量將影響拒水性能。
試驗(yàn)表明，不加任何疏水性添加劑，即使棉織物經(jīng)過(guò)二氧化硅溶膠處理仍然沒(méi)有任何拒水性能，水滴在織物表面幾秒鐘內(nèi)被吸收，織物表面完全潤(rùn)濕，這是存在于二氧化硅粒子表面孤立的、連生的、雙生的等不同狀態(tài)的親水性羥基所致。從圖3可以看出，添加少量的疏水性化合物就顯示一定的拒水性，盡管使用的疏水改性劑的結(jié)構(gòu)不同，但它們的含量變化引起的接觸角變化具有相同的趨勢(shì)，添加量由0 % 提高到1 % 時(shí)， 接觸角顯著增大， 之后變化較為緩和，當(dāng)疏水性改性劑的百分含量達(dá)到3%-4%時(shí)，接觸角變化不大，拒水效果趨于穩(wěn)定。
2.3 粗糙表面對(duì)接觸角的影響
眾所周知， 固體表面自由能越小， 就越難以被液體所潤(rùn)濕。在光滑表面上僅僅采用化學(xué)方法，即使覆蓋致密的自由能小的單層- C F 3 ， 接觸角也不會(huì)超過(guò)1 2 0 ° [ 1 3 - 1 5 ]。這是因?yàn)楣腆w表面的潤(rùn)濕性由其化學(xué)組成和微觀(guān)幾何結(jié)構(gòu)共同決定。W e n z e l 的粗糙表面理論也論證了表面粗糙度同樣是調(diào)控表觀(guān)接觸角的主要因素[ 1 6 ]。為了考察不同粗糙表面對(duì)接觸角的影響，使用改性劑濃度為4%的溶膠對(duì)棉織物和載玻片進(jìn)行拒水處理。
處理后表明空白載玻片的接觸角為47°，經(jīng)不同疏水性改性溶膠處理后，接觸角雖有提高，但仍然小于90°，而處理后的棉織物接觸角均超過(guò)120°。這種明顯的差異就是因?yàn)榻?jīng)過(guò)溶膠-凝膠處理后，棉織物的表面粗糙增大，而玻璃底物表面仍然相對(duì)光滑的緣故。
2.4 洗滌次數(shù)與接觸角的關(guān)系
用含DDTMS 4%的改性溶膠處理織物，再經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)皂洗后，測(cè)定皂洗后織物的接觸角。
結(jié)果表明，隨皂洗次數(shù)的增加，接觸角變小，拒水效果下降。疏水性改性劑與溶膠中二氧化硅母體存在多種結(jié)合，或共價(jià)鍵結(jié)合，或包覆在凝膠的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，或物理吸附在其表面。最初的皂洗會(huì)洗去少量吸附在織物表面沒(méi)有與二氧化硅母體結(jié)合的疏水基團(tuán)，造成織物表面拒水性能的輕微下降。隨著皂洗次數(shù)的增加，疏水性基團(tuán)與二氧化硅母體的結(jié)合以及二氧化硅母體與織物的結(jié)合逐漸被破壞，導(dǎo)致疏水性基團(tuán)流失。另外，皂洗后織物雖經(jīng)水洗，但仍有可能殘留少量表面活性劑，以致造成織物表面親水性增加，接觸角下降。但10次皂洗后接觸角仍然大于105°。
2.5 織物其他物理性能的變化
在研究純棉織物經(jīng)改性溶膠處理后獲得拒水性能的同時(shí)，也考察了其處理前后一些物理性能的變化，從中可以看到處理后的棉織物其拉伸強(qiáng)力、白度和透濕量均有不同程度的變化。透濕量的弱微降低是由于織物表面引入疏水性基團(tuán)引起。但白度的變化基本不大。而拉伸強(qiáng)力的降低可能是硅氧烷具有柔軟作用，使纖維間的抱合力減少所致。
3 結(jié)論
用不同結(jié)構(gòu)硅氧烷改性的二氧化硅溶膠處理純棉織物能提高其拒水性能，拒水性能隨烷基碳鏈的增長(zhǎng)而提高。含較低濃度硅氧烷疏水性的改性溶膠就能使棉織物獲得較好的拒水性能，當(dāng)改性劑的濃度達(dá)到4%時(shí)拒水性最好。改性溶膠處理的純棉織物經(jīng)10次皂洗后其接觸角仍然大于105°。拒水整理導(dǎo)致純棉織物拉伸強(qiáng)力雖有下降，但對(duì)白度和透濕量的影響很小，基本不影響其服用舒適性能。
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